Lichtschermen van Pilz bieden optimale barrièrevrije veiligheid

Typeklasse voor lichtschermen – normen
Conform Machinerichtlijn 2006/42/EG moeten voor machines en installaties passende veiligheidsmaatregelen worden getroffen om elk risico voor personen uit te sluiten of tot een verantwoord niveau terug te brengen. Deze moeten overeenstemmen met het vastgestelde risiconiveau en de normatieve specificaties. In de normenreeks IEC 61496 werd voor het eerst een verband gelegd tussen de typeklassen van elektrogevoelige beschermingsmiddelen (ESPE), het niveau van de veiligheidseis (Safety Integrity Level SIL – volgens IEC 62061) en de mate van betrouwbaarheid waarmee een besturing een veiligheidsfunctie moet vervullen (Performance Level PL – volgens ISO 13849). Dit heeft ertoe geleid dat lichtschermen van type 2 alleen gebruikt mogen worden in toepassingen tot prestatieniveau PL c of SIL 1 en SIL CL 1. In 2020 werd type 3 voor toepassingen tot PL d 2020 opgenomen in de IEC 61496-normenreeks.

Externe specificaties, raamwerkwijzigingen en de daaruit voortvloeiende gevolgen zijn vaak de aanzet tot innoverende processen. Nog voordat de normwijziging van kracht werd, besloot het automatiseringsbedrijf Pilz dit ‘typegat’ te dichten met een precies daarop afgestemd lichtscherm van type 3: Met het veiligheidslichtscherm PSENopt II type 3, dat dode zones volledig uitsluit, kunnen gebruikers hun eisen altijd op een voldoende gedimensioneerde en dus rendabele manier realiseren – zonder te moeten overschakelen op lichtschermen van type 4 volgens PL e om te voldoen aan de veiligheidseisen volgens PL d. Het veiligheidslichtscherm PSENopt II type 3, dat dode zones volledig uitsluit, is nog steeds het enige model dat tot PL d is ontworpen voor toepassingen van type 3 volgens IEC 61496.

Barrièrevrij, veilig en veelzijdig tegelijk
Flexibele veiligheidsoplossingen die voldoen aan de vereiste veiligheidscategorieën en die de hanteerbaarheid en de productiviteit niet beperken, zijn een basisvereiste voor lichtschermen. In hun basisfunctie beveiligen lichtschermen daarom ook een afgebakend gebied tegen eventuele ingrepen. In wezen zijn zij gebaseerd op een eenvoudig zend-ontvangprincipe dat bestaat uit afzonderlijke, onzichtbare infraroodstralen. Als een of meer van deze stralen worden onderbroken, stopt de besturing potentieel gevaarlijke bewegingen.

Het bijzondere aan lichtschermen zijn echter hun flexibel beheersbare functies: naast veiligheidsvoorzieningen zoals vinger-, hand- en lichaamsbescherming kunnen er, afhankelijk van de uitvoering, diverse extra functies worden geïmplementeerd, zoals muting, blanking en cascadering. Hierdoor kunnen lichtschermen optimaal aan de gewenste eisen worden aangepast.

Sneller, bijna onverwoestbaar, dichterbij
Een andere eis is schokbestendigheid. De norm IEC 61496-1 definieert in zijn huidige versie (2021) twee schokklassen: klasse 3M4 definieert versnellingswaarden tot 15 g en klasse 3M7 versnellingen tot 25 g. Schokbestendigheid moet ook essentieel functioneel worden afgedekt als het gaat om zware omstandigheden waarin trillingen of botsingen voorkomen. Alleen zo kan een hogere beschikbaarheid van de installatie worden gegarandeerd. De Pilz lichtschermen PSENopt II zijn als enige op de markt uitgerust met een extreem hoge schokbestendigheid van 50 g, waardoor ze uiterst robuust zijn. Daarmee vallen ze in de hoogste door de norm gedefinieerde schokklasse. Naast robuustheid moet er sprake zijn van een uiterst snelle reactietijd en onvoorwaardelijke bescherming van de omringende ruimte: Met korte reactietijden van maar liefst 6 ms en de absolute afwezigheid van dode zones beveiligen de lichtschermen van Pilz bijvoorbeeld ook zulke gevarenzones. Daarbij overbrugt de versie met lichaamsdetectie afstanden tot 50 m en beveiligt op betrouwbare wijze de toegang tot robotcellen, verpakkingsmachines of persen. Bij alle lichtschermen uit deze serie kan de status ook onder deze omstandigheden eenvoudig worden afgelezen via de led-diagnose.

Ruwe omgevingen zijn omstandigheden die om bijzondere oplossingen vragen, maar de omstandigheden in de ruimte zijn net zo belangrijk. In de ruimtelijke indeling moeten lichtschermen vrij en volgens de toepassingseisen flexibel kunnen worden geïnstalleerd, zonder dat ze in hun functionaliteit worden belemmerd: een codering kan hier de oplossing zijn, want zo storen zelfs vlak naast elkaar gemonteerde lichtschermen elkaar niet. Als er meerdere paren lichtschermen in gebruik zijn, zijn deze verschillend gecodeerd: Als een ontvangsteenheid het licht van een externe zendeenheid ontvangt, heeft dit geen gevolgen. Met het accessoire spiegelzuilen kunnen veiligheidszones kosteneffectief worden ingericht. Als er bijvoorbeeld drie zijden van een robottoepassing moeten worden beveiligd, is één paar lichtschermen in combinatie met twee spiegelzuilen voldoende.

Geavanceerde modellen betekent: “Meer”
Muting, blanking of cascadering zijn veel voorkomende onderwerpen. Modellen die al deze functies bieden, zijn hier vereist. Want wanneer er regelmatig voorwerpen worden getransporteerd door in- en uitgangen, is stilstand van de machine als gevolg van het onderbreken van de lichtstralen niet gewenst. Muting wordt gebruikt om gedefinieerde uitzonderingen in een beveiligd veld toe te staan. Het is een voordeel als hier achteraf lichtschermen kunnen worden aangebracht. Als alternatief kan muting ook worden gerealiseerd met lichtschermen die dienovereenkomstig achteraf kunnen worden aangebracht. Ook als u geen geïntegreerde muting-functie in het lichtscherm hebt, maar bijvoorbeeld PSENopt II-lichtschermen gebruikt, kunt u muting in combinatie met de kleine besturing PNOZmulti 2 configureren en implementeren. In de bijbehorende softwaretool PNOZmulti Configurator zijn al functieblokken voor lichtschermen geïntegreerd voor sequentiële, parallelle, kruis- en L-muting.

Als een component of machineonderdeel door het proces of ontwerp permanent een gedefinieerd veiligheidsveld betreedt, kan dit onderdeel softwarematig worden verborgen. De functie Blanking blokkeert dit deel van het veiligheidsveld permanent (Fixed Blanking). Als objecten slechts tijdelijk een veiligheidsveld betreden, komt ‘floating blanking’ in het spel. Cascadering is een geschikte oplossing voor toepassingen waarvoor velden met een hoge beveiliging of beveiliging aan de achterkant nodig zijn. De lichtschermen die boven elkaar zijn geplaatst en in serie zijn geschakeld, verminderen de hoeveelheid benodigde bedrading.

De slim-variant – als er weinig ruimte is
Flexibiliteit met het oog op de ruimte is één ding, het andere is het aspect van ruimtebeperkingen. Omdat er niet altijd voldoende ruimte is in productie of op de plaats van gebruik. Als tegelijkertijd een grote flexibiliteit vereist is, zijn smalle lichtschermen een optie. Hun compacte formaat en veelzijdige montagemogelijkheden brengen ze nog dichter bij de plaats van handeling. De hoge resolutie ondersteunt een snelle uitschakeling zonder de veiligheid in gevaar te brengen. Dit leidt uiteindelijk tot slanke installatieconcepten met minder benodigde ruimte.